Расчет цилиндрического редуктора

2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи между 1-2 валами[pic 1][pic 2]

Исходные данные:

T1 = 21,1 Н·м;

T2 = 101,2 Н·м;

n1 = 1435 об/мин;

n2 = 287 об/мин;

U1_2 = 5;

ω1 = 150,2 c-1;

Срок службы передачи: L = 2,5 года;

Время работы передачи:

t∑ = 24 ⋅ 365 ⋅ Lh ⋅ Kг ⋅ Кс = 24·365⋅2,5⋅0,4⋅0.5 = 4380 ч = 182,5 дня = 0,5 лет,

где Lh – срок службы в годах, Kд – коэффициент годового обслуживания, Кс – коэффициент суточного обслуживания.

Определение коэффициентов эквивалентности для графика нагрузки (NHE)

для шестерни

NHE1 = Nai ⋅ [)3 ⋅ ai] = 60 ⋅ c ⋅ ni ⋅ t∑ [)3 ⋅ ai],[pic 3][pic 4]

где t∑ – срок службы, с – число зацеплений зуба за 1 оборот, n – частота вращения колеса, мин-1, Ti – крутящие моменты по графику нагрузки привода, Tmax – максимально длительный момент.

Nai = 60 ⋅ c ⋅ ni ·  = 60 ⋅ 1 ⋅ 1435 · 4,38 = 377,118.[pic 5]

[)3 ⋅ ai] = [(3⋅a2 + (3⋅a3 + [(3⋅a4] = [pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

= a2 + b13 ⋅a3 +b23 ⋅a4,

[)3 ⋅ ai] = 0,021[pic 10]

NHE1 = Nai ⋅ [)3 ⋅ ai] = 377,118·106·0,021  = 7,98·107,[pic 11]

для колеса

NHE2 = 1,59 ·107.

Базовое число циклов нагружения NHB находим:

NHB = 30 ⋅ (HB)2.4,

для шестерни

NHB1 = 30 ⋅ (HB1)3,

NHB1 = 9.73 ⋅ 107;

для колеса

NHB2 = 30 ⋅ (HB2)2.4,

NHB2 = 4.28 ⋅ 107.

Коэффициент долговечности:

для шестерни

KHL1 =  = 1,03 [pic 13][pic 12]

для колеса

KHL2 =  = 1,01[pic 14]

Коэффициент долговечности должен входить в диапазон:

1 ≤ KHL = ≤ 2.4,[pic 15]

NFE1 = Nai ⋅ [)3 ⋅ ai] = 377,118·106·0,0209  = 7,91·107[pic 16]

для колеса

NFE2 = 1,58 ·108.

для шестерни [pic 17]

KFL1 =  = 0,72[pic 18]

для колеса

KFL2 =  = 0,8 [pic 19]

Коэффициент KHL должен входить в диапазон:

1 ≤ KFL = ≤ 4, тогда примем KFL=1[pic 20]

Допускаемые контактные напряжения:

для шестерни

[σH]1 =  KHL1;[pic 21]

для колеса

[σH]2 =  KHL2.[pic 22]

Здесь (σH lim)1 и (σH lim)2 – пределы контактной выносливости зубьев шестерни и колеса, изготовленных из стали 40Х и прошедших объемную закалку типа «улучшение»; SH = 1,1 – коэффициент безопасности.

(σH lim)1 = 2 ⋅ HB1 + 70,

(σH lim)1 = 1016 МПа.

(σH lim)2 = 2 ⋅ HB2 + 70,

(σH lim)2 = 770 МПа.

[σH]1 =  ⋅ 1,03 = 805 МПа;[pic 23]